目录

网络收包总结

在开始收包前

在数据到后

UDP协议处理

重要结构体关系图

recvfrom系统调用流程

数据接收与等待

网络收包总结

在开始收包前

1. 创建ksoftirqd线程，用来处理软中断；
2. 协议栈注册，如ip,udp,tcp；
3. 网卡驱动初始化，将DMA准备好，把NAPI的poll函数地址告诉内核；
4. 启动网卡，分配RX,TX队列，注册中断对应的函数。

在数据到后

1. 网卡将数据帧通过DMA搬运到内存的RingBuffer中，然后向CPU发出软中断；
2. CPU响应中断请求，调用网卡启动时注册的中断处理函数；
3. 中断函数记录中断数等，基本没有做什么，发起软中断；
4. 内核线程ksoftirqd线程发现有软中断来，先关闭硬中断；
5. ksoftirqd线程开始调用驱动的poll函数收包；
6. poll函数将收到的包送到协议栈的ipc_rcv函数；
7. ip_rcv函数将数据送到udp包送到udp_rcv，tcp包送到tcp_rcv。

UDP协议处理

udp接数据调用关系如下

int udp_rcv(struct sk_buff *skb)
{
	return __udp4_lib_rcv(skb, &udp_table, IPPROTO_UDP);
}
int __udp4_lib_rcv(struct sk_buff *skb, struct udp_table *udptable,
		   int proto)
{
    //根据 skb 来寻找对应的socket
	sk = __udp4_lib_lookup_skb(skb, uh->source, uh->dest, udptable);
	if (sk)
		return udp_unicast_rcv_skb(sk, skb, uh);
...
    //如果没有找到，则发送⼀个⽬标不可达的 icmp 包
	icmp_send(skb, ICMP_DEST_UNREACH, ICMP_PORT_UNREACH, 0);
}

//udp_unicast_rcv_skb->udp_queue_rcv_skb
static int udp_queue_rcv_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
{
	struct sk_buff *next, *segs;
	int ret;

	if (likely(!udp_unexpected_gso(sk, skb)))
		return udp_queue_rcv_one_skb(sk, skb);

	BUILD_BUG_ON(sizeof(struct udp_skb_cb) > SKB_SGO_CB_OFFSET);
	__skb_push(skb, -skb_mac_offset(skb));
	segs = udp_rcv_segment(sk, skb, true);
	skb_list_walk_safe(segs, skb, next) {
		__skb_pull(skb, skb_transport_offset(skb));
		ret = udp_queue_rcv_one_skb(sk, skb);
		if (ret > 0)
			ip_protocol_deliver_rcu(dev_net(skb->dev), skb, -ret);
	}
	return 0;
}

重要结构体关系图

socket、sock、proto、proto_ops关系图如下

recvfrom系统调用流程

数据接收与等待

struct sk_buff *__skb_recv_udp(struct sock *sk, unsigned int flags,
			       int noblock, int *off, int *err)
{

	do {
		struct sk_buff *skb;

		do {
			spin_lock_bh(&queue->lock);
			skb = __skb_try_recv_from_queue(sk, queue, flags,
							udp_skb_destructor,
							off, err, &last);
		    ...

			sk_busy_loop(sk, flags & MSG_DONTWAIT);
		} while (!skb_queue_empty_lockless(sk_queue));

	} while (timeo &&
		 !__skb_wait_for_more_packets(sk, &sk->sk_receive_queue,
					      &error, &timeo,
					      (struct sk_buff *)sk_queue));

}
EXPORT_SYMBOL(__skb_recv_udp);

参考

GitHub - yanfeizhang/coder-kung-fu: 开发内功修炼